» » Автоматизация мартеновских печей
29.04.2015

В настоящее время свыше 90% стали выплавляется в мартеновских печах с автоматическим управлением тепловым режимом. Введение автоматизации теплового режима позволило снизить расход топлива в среднем до 5%, повысить производительность на 5—8% и сократить расход огнеупоров на 8—10%.
Современные схемы автоматического регулирования теплового режима предназначены для выполнения следующих функций:
1) регулирования тепловой нагрузки;
2) регулирования процесса горения топлива;
3) регулирования давления в рабочем пространстве;
4) реверсирования пламени.
Регулирование тепловой нагрузки длительное время производилось только по температуре овода. Однако применение основных сводов и несовершенство измерения температуры свода через отверстие в задней стенке делают этот метод недостаточным. В настоящее время методы автоматического регулирования тепловой нагрузки развиваются в следующих основных направлениях.
1. Программное регулирование тепловой нагрузки В основу метода положена корректировка по ходу кампании печи графиков, определяющих рациональную тепловую нагрузку в отдельные периоды плавки. Переход от одного периода к другому осуществляется либо вручную, либо автоматически по времени или импульсам, характеризующим данный период. Предусматривается ограничение тепловой нагрузки при чрезмерном повышении температуры свода, температуры верха насадок регенераторов и т. п.
2. Регулирование подачи топлива в печь, ограничиваемой допустимой температурой огнеупоров, пропускной способностью воздушного и газового трактов и другими факторами.
3. Изыскание сводных (расчетных) параметров для использования их в качестве импульсов для регулирования тепловой нагрузки. В качестве критерия для регулирования можно принять максимальную производительность печи, тепловой к. п. д. и другие расчетные параметры. Критерии сводятся в логические зависимости, по которым возможно вычисление регулирующего импульса.
Регулирование процесса горения предусматривает регулирование расхода топлива и пропорционирование топлива и воздуха, а также регулирование теплотворной способности топлива при работе на смешанном газе.
Применяются четыре метода регулирования горения: а) поддержание заданного соотношения между расходом коксового газа и воздуха с помощью регулятора с учетом стабильного количества воздуха на сжигание постоянного объема доменного газа (наиболее распространенная система); б) установка задания регулятору количества воздуха в соответствии с заданиями регуляторам расхода коксового и доменного газа; в) двойное регулирование соотношений коксовый газ — воздух и доменный газ — воздух; г) регулирование по сумме расходов отдельных видов топлива и кислородоносителей.
Регулирование давления в рабочем пространстве печи осуществляется для снижения до минимума количества выбивающихся из печи газов и подсасываемого холодного воздуха при изменении теплового режима печи. Чаще всего давление в рабочем пространстве печи регулируют по разности давлений под оводом и во внешней среде, снаружи печи на том же уровне. Для регулирования давления применяют гидравлические струйные регуляторы и электрические регуляторы типа РДМ 35, которые управляют движением дымовых шиберов. Качество регулирования в этом случае получается недостаточно удовлетворительным; практически регулирование осуществляется лишь в конце плавления и в период доводки плавки.
Лучшие результаты получаются на печах, оборудованных котлами-утилизаторами Мощные дымососы с легко управляемыми направляющими аппаратами позволяют достаточно быстро и эффективно восстанавливать заданное давление в рабочем пространстве.
Автоматическое управление реверсированием пламени необходимо для поддержания оптимального цикла теплообмена на отдельных этапах плавки и симметричных температурных условий при различных направлениях факела (устранение перекосов) Реверсирование пламени осуществляется перекидкой клапанов через каждые 5—15 мин; при этом изменяется направление движения газов и пламени.
Показателями для оценки выбранного цикла теплообмена служат удельный расход топлива, производительность печи и стойкость кладки. В начальные периоды плавки наибольшее значение имеет расход топлива, в конечные — стойкость огнеупоров и интенсивность теплопере дачи от факела к ванне При этом обычно в конечные периоды плавки частоту перекидок клапанов увеличивают.
В настоящее время в основном применяют следующие системы автоматического реверсирования пламени: а) по времени; б) по максимальной температуре верха греющейся воздушной насадки с контролем по времени; в) по разности температур верха воздушных насадок с контролем по времени (наиболее распространенная), г) по разности температур низа воздушных насадок; д) с интегрирующим реле времени, позволяющим вести реверсирование по средней температуре греющейся насадки. Последняя схема принята в качестве типовой для новых печей.
Перекидка клапанов осуществляется по различным схемам: «встречный газ», газ — воздух и др.
Наиболее распространена схема «встречный газ», при которой достигается минимальная длительность цикла и разрыва пламени при минимальной потере тепла Этому способствует применение отсечки коксового газа на время перекидки с заполнением газового тракта доменным газом. На рис 32, 33 представлены схема расположения перекидных устройств и механический график перекидки клапанов 500-т печи. Для перекидки клапанов установлены быстроходные электролебедки.
Автоматизация мартеновских печей

Перекидка клапанов этой печи состоит из следующих последовательных операций;
1) за 2 сек. до начала перекидки отсекается коксовый газ на подающей стороне (КГП) и одновременно увеличивается подача доменного газа дроссельным клапаном ДГП;
2) закрывается левый дымовой клапан ДЛ1 и открывается сблокированный с ним клапан встречного смешанного газа CЛ, одновременно с закрытием дымового клапана открываются дроссельные клапаны КГЛ и ДГЛ; газовый тракт заполняется смешанным газом;
3) перекидываются левые и правые воздушные клапаны ВЛ, ДЛ2, ВП и ДП2, воздушный тракт заполняется воздухом;
4) закрывается правый газовый клапан СП и открывается сблокированный с ним дымовой клапан ДП1, одновременно с закрытием газового клапана прекращается подача мазута справа (МП), после чего начинается подача мазута слева (МЛ);
5) во время перекидки клапанов регулировочный шибер РШ поднимается, поддерживая заданное давление в печи; вентилятор B1 при перекидке не выключается.
При последующей перекидке клапанов лебедки работают в обратном направлении.
Для мазутных печей и печей, отапливаемых природным газом с мазутом разработана и успешно эксплуатируется комплексная схема регулирования теплового режима, базирующаяся на непрерывном контроле температуры свода и верха насадок регенераторов.
Автоматизация мартеновских печей